Егэ метаболизм клетки

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 445    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Добавить в вариант

Всего: 445    1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …

Понятие метаболизма

Метаболизм — совокупность всех химических реакций, протекающих в живом организме. Значение метаболизма состоит в создании необходимых организму веществ и обеспечении его энергией.

Выделяют две составные части метаболизма — катаболизм и анаболизм.

Составные части метаболизма

Процессы пластического и энергетического обмена неразрывно связаны между собой. Все синтетические (анаболические) процессы нуждаются в энергии, поставляемой в ходе реакций диссимиляции. Сами же реакции расщепления (катаболизма) протекают лишь при участии ферментов, синтезируемых в процессе ассимиляции.

Роль ФТФ в метаболизме

Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается в форме высокоэнергетических соединений, как правило, в форме аденозинтрифосфата (АТФ). По своей химической природе АТФ относится к мононуклеотидам.

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) — мононуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты, соединяющихся между собой макроэргическими связями.

В этих связях запасена энергия, которая высвобождается при их разрыве:
АТФ + H₂O → АДФ + H₃PO₄ + Q₁
АДФ + H₂O → АМФ + H₃PO₄ + Q₂
АМФ + H₂O → аденин + рибоза + H₃PO₄ + Q₃,
где АТФ — аденозинтрифосфорная кислота; АДФ — аденозиндифосфорная кислота; АМФ — аденозинмонофосфорная кислота; Q₁ = Q₂ = 30,6 кДж; Q₃ = 13,8 кДж.
Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования. Фосфорилирование — присоединение остатка фосфорной кислоты к АДФ (АДФ + Ф → АТФ). Он происходит с разной интенсивностью при дыхании, брожении и фотосинтезе. АТФ обновляется чрезвычайно быстро (у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин).
Энергия, накопленная в молекулах АТФ, используется организмом в анаболических реакциях (реакциях биосинтеза). Молекула АТФ является универсальным хранителем и переносчиком энергии для всех живых существ.

Энергетический обмен

Энергию, необходимую для жизнедеятельности, большинство организмов получают в результате процессов окисления органических веществ, то есть в результате катаболических реакций. Важнейшим соединением, выступающим в роли топлива, является глюкоза.
По отношению к свободному кислороду организмы делятся на три группы.

Классификация организмов по отношению к свободному кислороду

У облигатных аэробов и факультативных анаэробов в присутствии кислорода катаболизм протекает в три этапа: подготовительный, бес- кислородный и кислородный. В результате органические вещества распадаются до неорганических соединений. У облигатных анаэробов и факультативных анаэробов при недостатке кислорода катаболизм протекает в два первых этапа: подготовительный и бескислородный. В результате образуются промежуточные органические соединения, еще богатые энергией.

Этапы катаболизма

1. Первый этап — подготовительный — заключается в ферментативном расщеплении сложных органических соединений на более простые. Белки расщепляются до аминокислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, полисахариды — до моносахаридов, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов. У многоклеточных организмов это происходит в желудочно-кишечном тракте, у одноклеточных — в лизосомах под действием гидролитических ферментов. Высвобождающаяся при этом энергия рассеивается в виде теплоты. Образовавшиеся органические соединения либо подвергаются дальнейшему окислению, либо используются клеткой для синтеза собственных органических соединений.
2. Второй этап — неполное окисление (бескислородный) — заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, осуществляется в цитоплазме клетки без участия кислорода. Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Бескислородное, неполное окисление глюкозы называется гликолизом. В результате гликолиза одной молекулы глюкозы образуется по две молекулы пировиноградной кислоты (ПВК, пируват) CH₃COCOOH, АТФ и воды, а также атомы водорода, которые связываются молекулой-переносчиком НАД⁺ и запасаются в виде НАД·Н.
Суммарная формула гликолиза имеет следующий вид:
C₆H₁₂O₆ + 2H₃PO₄ + 2АДФ + 2НАД+ → 2C₃Н₄O₃ + 2H₂O + 2АТФ + 2НАД·Н.
Далее при отсутствии в среде кислорода продукты гликолиза (ПВК и НАД·Н) перерабатываются либо в этиловый спирт — спиртовое брожение (в клетках дрожжей и растений при недостатке кислорода)
CH₃COCOOH → СО₂ + СН₃СОН
СН₃СОН + 2НАД·Н → С₂Н₅ОН + 2НАД⁺,
либо в молочную кислоту — молочнокислое брожение (в клетках животных при недостатке кислорода)
CH₃COCOOH + 2НАД·Н → C₃Н₆O₃ + 2НАД⁺.
При наличии в среде кислорода продукты гликолиза претерпевают дальнейшее расщепление до конечных продуктов.
3. Третий этап — полное окисление (дыхание) — заключается в окислении ПВК до углекислого газа и воды, осуществляется в митохондриях при обязательном участии кислорода.
Он состоит из трёх стадий:
А) образование ацетилкоэнзима А;
Б) окисление ацетилкоэнзима А в цикле Кребса;
В) окислительное фосфорилирование в электронотранспортной цепи.

А. На первой стадии ПВК переносится из цитоплазмы в митохондрии, где взаимодействует с ферментами матрикса и образует 1) диоксид углерода, который выводится из клетки; 2) атомы водорода, которые молекулами-переносчиками доставляются к внутренней мембране митохондрии; 3) ацетилкофермент А (ацетил-КоА).
Б. На второй стадии происходит окисление ацетилкоэнзима А в цикле Кребса. Цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты) — это цепь последовательных реакций, в ходе которых из одной молекулы ацетил-КоА образуются 1) две молекулы диоксида углерода, 2) молекула АТФ и 3) четыре пары атомов водорода, передаваемые на молекулы-переносчики — НАД и ФАД. Таким образом, в результате гликолиза и цикла Кребса молекула глюкозы расщепляется до СО₂, а высвободившаяся при этом энергия расходуется на синтез 4 АТФ и накапливается в 10 НАД·Н и 4 ФАД·Н₂.
В. На третьей стадии атомы водорода с НАД·Н и ФАД·Н₂ окисляются молекулярным кислородом О₂ с образованием воды. Один НАД·Н способен образовывать 3 АТФ, а один ФАД·Н₂–2 АТФ. Таким образом, выделяющаяся при этом энергия запасается в виде ещё 34 АТФ.
Этот процесс протекает следующим образом. Атомы водорода концентрируются около наружной стороны внутренней мембраны митохондрии. Они теряют электроны, которые по цепи молекул-переносчиков (цитохромов) электронотранспортной цепи (ЭТЦ) переносятся на внутреннюю сторону внутренней мембраны, где соединяются с молекулами кислорода:
О₂ + е^— → О₂^—.
В результате деятельности ферментов цепи переноса электронов внутренняя мембрана митохондрий изнутри заряжается отрицательно (за счёт О₂^—), а снаружи — положительно (за счёт Н⁺), так что между её поверхностями создаётся разность потенциалов. Во внутреннюю мембрану митохондрий встроены молекулы фермента АТФ- синтетазы, обладающие ионным каналом. Когда разность потенциалов на мембране достигает критического уровня, положительно заряженные частицы H⁺ силой электрического поля начинают проталкиваться через канал АТФазы и, оказавшись на внутренней поверхности мембраны, взаимодействуют с кислородом, образуя воду:
1/2О₂^— +2H⁺ → Н₂О.
Энергия ионов водорода H⁺, транспортирующихся через ионный канал внутренней мембраны митохондрии, используется для фосфорилирования АДФ в АТФ:
АДФ + Ф → АТФ.
Такое образование АТФ в митохондриях при участии кислорода называется окислительным фосфорилированием.
Суммарное уравнение расщепления глюкозы в процессе клеточного дыхания:
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 38H₃PO₄ + 38АДФ → 6CO₂ + 44H₂O + 38АТФ.
Таким образом, в ходе гликолиза образуются 2 молекулы АТФ, в ходе клеточного дыхания — ещё 36 молекул АТФ, в целом при пол- ном окислении глюкозы — 38 молекул АТФ.

Пластический обмен

Пластический обмен, или ассимиляция, представляет собой совокупность реакций, обеспечивающих синтез сложных органических соединений из более простых (фотосинтез, хемосинтез, биосинтез белка и др.).

Гетеротрофные организмы строят собственные органические вещества из органических компонентов пищи. Гетеротрофная ассимиляция сводится, по существу, к перестройке молекул:
органические вещества пищи (белки, жиры, углеводы) → простые органические молекулы (аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды) → макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы).
Автотрофные организмы способны полностью самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических молекул, потребляемых из внешней среды. В процессе фото- и хемосинтеза происходит образование простых органических соединений, из которых в дальнейшем синтезируются макромолекулы:
неорганические вещества (СО₂, Н₂О) → простые органические молекулы (аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды) → макромолекулы тела (белки, жиры, углеводы).

Фотосинтез

Фотосинтез — синтез органических соединений из неорганических за счёт энергии света. Суммарное уравнение фотосинтеза:

Фотосинтез протекает при участии фотосинтезирующих пигментов, обладающих уникальным свойством преобразования энергии солнечного света в энергию химической связи в виде АТФ. Фотосинтезирующие пигменты представляют собой белковоподобные вещества. Наиболее важным является пигмент хлорофилл. У эукариот фотосинтезирующие пигменты встроены во внутреннюю мембрану пластид, у прокариот — во впячивания цитоплазматической мембраны.
Строение хлоропласта очень похоже на строение митохондрии. Во внутренней мембране тилакоидов гран содержатся фотосинтетические пигменты, а также белки цепи переноса электронов и молекулы фермента АТФ-синтетазы.
Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз: световой и темновой.
1. Световая фаза фотосинтеза протекает только на свету в мембране тилакоидов граны.
К ней относятся поглощение хлорофиллом квантов света, образование молекулы АТФ и фотолиз воды.
Под действием кванта света (hv) хлорофилл теряет электроны, переходя в возбуждённое состояние:

Эти электроны передаются переносчиками на наружную, то есть обращенную к матриксу поверхность мембраны тилакоидов, где накапливаются.
Одновременно внутри тилакоидов происходит фотолиз воды, то есть её разложение под действием света:

Образующиеся электроны передаются переносчиками к молекулам хлорофилла и восстанавливают их. Молекулы хлорофилла возвращаются в стабильное состояние.
Протоны водорода, образовавшиеся при фотолизе воды, накапливаются внутри тилакоида, создавая Н⁺-резервуар. В результате внутренняя поверхность мембраны тилакоида заряжается положительно (за счёт Н⁺), а наружная — отрицательно (за счёт е^—). По мере накопления по обе стороны мембраны противоположно заряженных частиц нарастает разность потенциалов. При достижении критической величины разности потенциалов сила электрического поля начинает проталкивать протоны через канал АТФ-синтетазы. Выделяющаяся при этом энергия используется для фосфорилирования молекул АДФ:
АДФ + Ф → АТФ.

Образование АТФ в процессе фотосинтеза под действием энергии света называется фотофосфорилированием.
Ионы водорода, оказавшись на наружной поверхности мембраны тилакоида, встречаются там с электронами и образуют атомарный водород, который связывается с молекулой-переносчиком водорода НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат):
2Н⁺ + 4е^– + НАДФ⁺ → НАДФ·Н₂.
Таким образом, во время световой фазы фотосинтеза происходят три процесса: образование кислорода вследствие разложения воды, синтез АТФ и образование атомов водорода в форме НАДФ·Н₂. Кислород диффундирует в атмосферу, а АТФ и НАДФ·Н₂ участвуют в процессах темновой фазы.
2. Темновая фаза фотосинтеза протекает в матриксе хлоропласта как на свету, так и в темноте и представляет собой ряд последовательных преобразований СО₂, поступающего из воздуха, в цикле Кальвина. Осуществляются реакции темновой фазы за счёт энергии АТФ. В цикле Кальвина СО₂ связывается с водородом из НАДФ·Н₂ с образованием глюкозы.
В процессе фотосинтеза кроме моносахаридов (глюкоза и др.) синтезируются мономеры других органических соединений — аминокислоты, глицерин и жирные кислоты. Таким образом, благодаря фотосинтезу растения обеспечивают себя и всё живое на Земле необходимыми органическими веществами и кислородом.
Сравнительная характеристика фотосинтеза и дыхания эукариот представлена в таблице.

Сравнительная характеристика фотосинтеза и дыхания эукариот

Генетическая информация у всех организмов хранится в виде определённой последовательности нуклеотидов ДНК (или РНК у РНК-содержащих вирусов). Прокариоты содержат генетическую информацию в виде одной молекулы ДНК. В эукариотических клетках генетический материал распределён в нескольких молекулах ДНК, организованных в хромосомы.
ДНК состоит из кодирующих и некодирующих участков. Кодирующие участки кодируют РНК. Некодирующие области ДНК выполняют структурную функцию, позволяя участкам генетического материала упаковываться определённым образом, или регуляторную функцию, участвуя во включении генов, направляющих синтез белка.
Кодирующими участками ДНК являются гены. Ген — участок молекулы ДНК, кодирующей синтез одной мРНК (и соответственно полипептида), рРНК или тРНК.
Участок хромосомы, где расположен ген называется локусом. Совокупность генов клеточного ядра представляет собой генотип, совокупность генов гаплоидного набора хромосом — гено́м, совокупность генов внеядерных ДНК (митохондрий, пластид, цитоплазмы) — плазмон.
Реализация информации, записанной в генах, через синтез белков называется экспрессией (проявлением) генов. Генетическая информация хранится в виде определённой последовательности нуклеотидов ДНК, а реализуется в виде последовательности аминокислот в белке. Посредниками, переносчиками информации выступают РНК. То есть реализация генетической информации происходит следующим образом:
ДНК → РНК → белок.
Этот процесс осуществляется в два этапа:
1) транскрипция;
2) трансляция.

Транскрипция (от лат. transcriptio — переписывание) — синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы. В результате образуются мРНК, тРНК и рРНК. Процесс транскрипции требует больших затрат энергии в виде АТФ и осуществляется ферментом РНК-полимеразой.

Одновременно транскрибируется не вся молекула ДНК, а лишь отдельные её отрезки. Такой отрезок (транскриптон) начинается промотором — участком ДНК, куда присоединяется РНК-полимераза и откуда начинается транскрипция, а заканчивается терминатором — участком ДНК, содержащим сигнал окончания транскрипции. Транскриптон — это ген с точки зрения молекулярной биологии.
Транскрипция, как и репликация, основана на способности азотистых оснований нуклеотидов к комплементарному связыванию. На время транскрипции двойная цепь ДНК разрывается, и синтез РНК осуществляется по одной цепи ДНК.

В процессе транскрипции последовательность нуклеотидов ДНК переписывается на синтезирующуюся молекулу мРНК, которая выступает в качестве матрицы в процессе биосинтеза белка.
Гены прокариот состоят только из кодирующих нуклеотидных последовательностей.

Гены эукариот состоят из чередующихся кодирующих (экзонов) и некодирующих (интронов) участков.

После транскрипции участки мРНК, соответствующие интронам, удаляются в ходе сплайсинга, являющегося составной частью процессинга.

Процессинг — процесс формирования зрелой мРНК из её предшественника пре-мРНК. Он включает два основных события. 1.Присоединение к концам мРНК коротких последовательностей нуклеотидов, обозначающих место начала и место конца трансляции. Сплайсинг — удаление неинформативных последовательностей мРНК, соответствующих интронам ДНК. В результате сплайсинга молекулярная масса мРНК уменьшается в 10 раз.
Трансляция (от лат. translatio — перевод) — синтез полипептидной цепи с использованием мРНК в роли матрицы.

В трансляции участвуют все три типа РНК: мРНК является информационной матрицей; тРНК доставляют аминокислоты и узнают кодоны; рРНК вместе с белками образуют рибосомы, которые удерживают мРНК, тРНК и белок и осуществляют синтез полипептидной цепи.

Этапы трансляции

Реакции матричного синтеза. К реакциям матричного синтеза относятся

• самоудвоение ДНК (репликация);
• образование мРНК, тРНК и рРНК на молекуле ДНК (транскрипция);
• биосинтез белка на мРНК (трансляция).

Все эти реакции объединяет то, что молекула ДНК в одном случае или молекула мРНК в другом выступают в роли матрицы, на которой происходит образование одинаковых молекул. Реакции матричного синтеза являются основой способности живых организмов к воспроизведению себе подобных.
Регуляция экспрессии генов. Тело многоклеточного организма построено из разнообразных клеточных типов. Они отличаются структурой и функциями, то есть дифференцированы. Различия проявляются в том, что помимо белков, необходимых любой клетке организма, клетки каждого типа синтезируют ещё и специализированные белки: в эпидермисе образуется кератин, в эритроцитах — гемоглобин и т. д. Клеточная дифференцировка обусловлена изменением набора экспрессируемых генов и не сопровождается какими-либо необратимыми изменениями в структуре самих последовательностей ДНК.

Обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) складывается из процессов расщепления и синтеза — диссимиляции и ассимиляции, постоянно
протекающих в организме. Чтобы жизнь продолжалась, количество поступающей энергии должно превышать (или как минимум равняться)
количеству расходуемой энергии, поэтому диссимиляция и ассимиляция поддерживают определенный баланс друг с другом.

Энергетический обмен

Энергетический обмен (диссимиляция — от лат. dissimilis ‒ несходный) — обратная ассимиляции сторона обмена веществ, совокупность реакций, которые приводят к высвобождению энергии химических связей. Это реакции расщепления жиров,
белков, углеводов, нуклеиновых кислот до простых веществ.

Возможно три этапа диссимиляции: подготовительный, анаэробный и аэробный. Среда обитания определяет количество
этапов диссимиляции. Их может быть три, если организм обитает в кислородной среде, и два, если речь идет об
организме, обитающем в бескислородной среде (к примеру, в кишечнике).

Обсудим этапы энергетического обмена более подробно:

• Подготовительный этап

Подготовительный этап осуществляется ферментами в ЖКТ. В результате действия ферментов сложные вещества превращаются в более простые: полимеры распадаются на мономеры. Это сопровождается разрывом химических связей и выделением энергии, большая часть
которой рассеивается в виде тепла.

Под действием ферментов белки расщепляются на аминокислоты, жиры — на глицерин и жирные кислоты, сложные углеводы — до простых сахаров.



• Бескислородный этап (анаэробный) — гликолиз

Этот этап является последним для организмов-анаэробов, обитающих в условиях, где кислород отсутствует. На этапе гликолиза
происходит расщепление молекулы глюкозы: образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пировиноградной кислоты (ПВК).
Происходит данный этап в цитоплазме клеток.

• Кислородный этап (аэробный)

Этот этап доступен только для аэробов — организмов, живущих в кислородной среде. Из каждой молекулы ПВК, образовавшейся на
этапе гликолиза, синтезируется 18 молекул АТФ — в сумме с двух ПВК выход составляет 36 молекул АТФ.

Таким образом, суммарно с одной молекулы глюкозы можно получить 38 АТФ (гликолиз + кислородный этап).

Кислородный этап протекает на кристах митохондрий (складках, выпячиваниях внутренней мембраны), где наибольшая концентрация окислительных ферментов. Главную роль в этом процессе играет так называемый цикл Кребса, который подробно изучает биохимия.

АТФ — аденозинтрифосфорная кислота

Трудно переоценить роль в клетке АТФ — универсального источника энергии. Молекула АТФ состоит из азотистого основания —
аденина, углевода — рибозы и трех остатков фосфорной кислоты.

Между остатками фосфорной кислоты находятся макроэргические связи — ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением
большого количества энергии. Их принято обозначать типографическим знаком тильда «∽».

АТФ гидролизуется до АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а затем и до АМФ (аденозинмонофосфорная кислота).
Гидролиз АТФ сопровождается выделением энергии (E) на каждом этапе и может быть представлен такой схемой:

• АТФ + H₂O = АДФ + H₃PO₄ + E
• АДФ + H₂O = АМФ + H₃PO₄ + E
• АМФ + H₂O = аденин + рибоза + H₃PO₄ + E

Пластический обмен

АТФ является универсальным источником энергии в клетке: энергия макроэргических связей АТФ используется для реакций
пластического обмена (ассимиляции), протекающих с затратой энергии: синтеза белка на рибосоме (трансляции),
удвоению ДНК (репликации) и т.д.

В результате пластического обмена в нашем организме происходит синтез белков, жиров и углеводов.

Скачать материал

Скачать материал

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
3. Строение клетки (Клеточная теория. Типы клеточной организации. Строение эукариотической клетки). 4. Обмен веществ и превращение энергии.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

3. Строение клетки.

3.1. Клеточная теория

Этапы становления клеточной теории представлены в таблице 3.1, основные положения клеточной теории — в таблице 3.2.

3.2. Типы клеточной организации.

Все живые организмы, кроме вирусов, состоят из клеток. Различают два типа клеточной организации — прокариотический и эукариотический (табл. 3.3). К прокариотам относятся бактерии, архебактерии и цианобактерии, к эукариотам — растения, грибы и животные.

3.3. Строение эукариотической клетки.

Все клетки состоят из трёх основных частей (табл. 3.4).

4. Обмен веществ и превращение энергии.

4.1. Типы питания живых организмов

Все живые организмы, обитающие на Земле, представляют собой открытые системы, зависящие от поступления вещества и энергии извне. Процесс потребления вещества и энергии называется питанием. Химические вещества необходимы для построения тела, энергия — для осуществления процессов жизнедеятельности.

Существует два типа питания живых организмов: автотрофное и гетеротрофное, также выделяют три группы организмов по типу питания: автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы (табл. 4.1).

4.2. Понятие метаболизма

Метаболизм — совокупность всех химических реакций, протекающих в живом организме. Значение метаболизма состоит в создании необходимых организму веществ и обеспечении его энергией. Выделяют две составные части метаболизма — катаболизм и анаболизм (табл. 4.6).

Процессы пластического и энергетического обмена неразрывно связаны между собой. Все синтетические (анаболические) процессы нуждаются в энергии, поставляемой в ходе реакций диссимиляции. Сами же реакции расщепления (катаболизма) протекают лишь при участии ферментов, синтезируемых в процессе ассимиляции.

4.3. Роль АТФ в метаболизме

Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования. Фосфорилирование — присоединение остатка фосфорной кислоты к АДФ (АДФ + Ф ⇒ АТФ). Он происходит с разной интенсивностью при дыхании, брожении и фотосинтезе. АТФ обновляется чрезвычайно быстро (у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин).

Энергия, накопленная в молекулах АТФ, используется организмом в анаболических реакциях (реакциях биосинтеза). Молекула АТФ является универсальным хранителем и переносчиком энергии для всех живых существ.

4.4. Энергетический обмен

4.5. Пластический обмен.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
3. Строение клетки (Клеточная теория. Типы клеточной организации. Строение эукариотической клетки). 4. Обмен веществ и превращение энергии.

Просмотров:
21 048

Энергетический обмен.

(катаболизм (в переводе — разрушение) , диссимиляция)

Автор статьи — Л.В. Окольнова.

Энергетический обмен — это часть процесса обмена веществ (метаболизма).

Этими терминами называют:

— распад сложного вещества (полимера) на более простые (мономеры);
— окисление веществ;
— превращение органических веществ в неорганические;

Обязательное условие — выделение тепла и энергии (АТФ)

Самые часто встречающиеся катаболические процессы в организмах:

— пищеварение;
— дыхание;
— разложение редуцентами органических веществ до неорганических;
— брожение.

Все живые организмы в природе по типу дыхания делятся на 2 группы:

Стадии энергетического обмена аэробов:

3 этапа энергетического обмена:

—    подготовительный;
—    бескислородный;
—    кислородный.

Для анаэробов:

2 этапа энергетического обмена:

—    подготовительный;
—    бескислородный.

Рассмотрим аэробный энергетический обмен:

1 этап —подготовительный.

Все живые существа потребляют пищу органические вещества в виде крупных молекул — полимеров.

Первое, что необходимо для пищеварения — расщепить эти полимеры на более простые и небольшие составляющие — мономеры.

Расщепляются (диссимилируют) вещества под действием ферментов и в определенной среде. Причем, для каждого вещества существует свой фермент (это называется специфичностью ферментов).

У многоклеточных организмов это происходит в пищеварительной системе, у одноклеточных — прямо в клетке в лизосомах.

У многоклеточных организмов мономеры всасываются в кровь, разносятся кровью к тканям и органам и поступают в клетки для следующего этапа.

У одноклеточных — идут в запас в аппарат Гольджи, в рибосомы — для синтеза новых белков и глюкоза — в цитоплазму для следующего этапа.

2 этап — в цитоплазме клеток — бескислородный.

(его рассматривают только на примере углеводов).

3 этап — в митохондриях — кислородный.

Этот процесс сложный, многостадийный, обязательно участвуют ферменты, мы его рассмотрим схематично.

Все процессы суммарно:

Задания ЕГЭ по теме «Энергетика клетки. Метаболизм» 2017

Часть 1.

Задание 19

1.Уста­но­ви­те пра­виль­ную по­сле­до­ва­тель­ность про­цес­сов, про­те­ка­ю­щих при фо­то­син­те­зе.

1) ис­поль­зо­ва­ние уг­ле­кис­ло­го газа

2) об­ра­зо­ва­ние кис­ло­ро­да

3) син­тез уг­ле­во­дов

4) син­тез мо­ле­кул АТФ

5) воз­буж­де­ние хло­ро­фил­ла

2.Уста­но­ви­те пра­виль­ную по­сле­до­ва­тель­ность про­цес­сов фо­то­син­те­за.

1) Пре­об­ра­зо­ва­ние сол­неч­ной энер­гии в энер­гию АТФ.

2) Воз­буж­де­ние све­том элек­тро­нов хло­ро­фил­ла.

3) Фик­са­ция уг­ле­кис­ло­го газа.

4) Об­ра­зо­ва­ние крах­ма­ла.

5) Ис­поль­зо­ва­ние энер­гии АТФ для син­те­за глю­ко­зы.

3.Ука­жи­те пра­виль­ную по­сле­до­ва­тель­ность ре­ак­ций фо­то­син­те­за

1) об­ра­зо­ва­ние глю­ко­зы

2) об­ра­зо­ва­ние за­пас­но­го крах­ма­ла

3) по­гло­ще­ние мо­ле­ку­ла­ми хло­ро­фил­ла фо­то­нов (кван­тов света)

4) со­еди­не­ние СО2 с ри­бу­ло­зо­ди­фос­фа­том

5) об­ра­зо­ва­ние АТФ и НАДФ*Н

4.Уста­но­ви­те по­сле­до­ва­тель­ность эта­пов окис­ле­ния мо­ле­кул крах­ма­ла в ходе энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на.

1) об­ра­зо­ва­ние мо­ле­кул ПВК (пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты)

2) рас­щеп­ле­ние мо­ле­кул крах­ма­ла до ди­са­ха­ри­дов

3) об­ра­зо­ва­ние уг­ле­кис­ло­го газа и воды

4) об­ра­зо­ва­ние мо­ле­кул глю­ко­зы

5.Ка­ко­ва по­сле­до­ва­тель­ность про­цес­сов энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на в клет­ке?:

1) рас­щеп­ле­ние крах­ма­ла до мо­но­ме­ров

2) по­ступ­ле­ние в ли­зо­со­мы пи­та­тель­ных ве­ществ

3) рас­щеп­ле­ние глю­ко­зы до пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты

4) по­ступ­ле­ние пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты (ПВК) в ми­то­хон­дрии

5) об­ра­зо­ва­ние уг­ле­кис­ло­го газа и воды

6.Уста­но­ви­те по­сле­до­ва­тель­ность рас­по­ло­же­ния струк­тур в эу­ка­ри­от­ной клет­ке рас­те­ния (на­чи­ная сна­ру­жи).

1) плаз­ма­ти­че­ская мем­бра­на

2) кле­точ­ная стен­ка

3) ядро

4) ци­то­плаз­ма

5) хро­мо­со­мы

Задание 20

1. Вставь­те в текст «Пи­та­ние в листе» про­пу­щен­ные тер­ми­ны из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня, ис­поль­зуя для этого циф­ро­вые обо­зна­че­ния. За­пи­ши­те в текст цифры вы­бран­ных от­ве­тов, а затем по­лу­чив­шу­ю­ся по­сле­до­ва­тель­ность цифр (по тек­сту) впи­ши­те в при­ведённую ниже таб­ли­цу.

ПИ­ТА­НИЕ В ЛИСТЕ

Ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства об­ра­зу­ют­ся в листе в про­цес­се ___________ (А). Затем они пе­ре­ме­ща­ют­ся по осо­бым клет­кам про­во­дя­щей ткани — ___________ (Б) — к осталь­ным ор­га­нам. Эти клет­ки рас­по­ло­же­ны в осо­бой зоне коры стеб­ля — ___________ (В). Такой вид пи­та­ния рас­те­ний по­лу­чил на­зы­ва­ние ___________ (Г), по­сколь­ку ис­ход­ным ве­ще­ством для него слу­жит уг­ле­кис­лый газ, до­бы­ва­е­мый рас­те­ни­ем из ат­мо­сфе­ры.

ПЕ­РЕ­ЧЕНЬ ТЕР­МИ­НОВ:

1. Вставь­те в текст «Ды­ха­ние рас­те­ний» про­пу­щен­ные тер­ми­ны из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня, ис­поль­зуя для этого циф­ро­вые обо­зна­че­ния. За­пи­ши­те в текст цифры вы­бран­ных от­ве­тов, а затем по­лу­чив­шу­ю­ся по­сле­до­ва­тель­ность цифр (по тек­сту) впи­ши­те в при­ведённую ниже таб­ли­цу.

ДЫ­ХА­НИЕ РАС­ТЕ­НИЙ

Про­цесс ды­ха­ния рас­те­ний про­те­ка­ет по­сто­ян­но. В ходе этого про­цес­са ор­га­низм рас­те­ния по­треб­ля­ет ___________ (А), а вы­де­ля­ет ___________ (Б). Не­нуж­ные га­зо­об­раз­ные ве­ще­ства уда­ля­ют­ся из рас­те­ния путём диф­фу­зии. В листе они уда­ля­ют­ся через осо­бые об­ра­зо­ва­ния — ___________ (В), рас­по­ло­жен­ные в ко­жи­це. При ды­ха­нии осво­бож­да­ет­ся энер­гия ор­га­ни­че­ских ве­ществ, запасённая в ходе ___________ (Г), про­ис­хо­дя­ще­го в зелёных ча­стях рас­те­ния на свету.

ПЕ­РЕ­ЧЕНЬ ТЕР­МИ­НОВ:

3.

Вставь­те в текст «Жиз­не­де­я­тель­ность рас­те­ния» про­пу­щен­ные тер­ми­ны из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня, ис­поль­зуя для этого циф­ро­вые обо­зна­че­ния. За­пи­ши­те в текст цифры вы­бран­ных от­ве­тов, а затем по­лу­чив­шу­ю­ся по­сле­до­ва­тель­ность цифр (по тек­сту) впи­ши­те в при­ведённую ниже таб­ли­цу.

ЖИЗ­НЕ­ДЕ­Я­ТЕЛЬ­НОСТЬ РАС­ТЕ­НИЯ

Рас­те­ние по­лу­ча­ет воду в виде поч­вен­но­го рас­тво­ра с по­мо­щью ___________ (А) корня. На­зем­ные части рас­те­ния, глав­ным об­ра­зом, ___________ (Б), на­про­тив, через осо­бые клет­ки — ___________ (В) — ис­па­ря­ют зна­чи­тель­ное ко­ли­че­ство воды. При этом вода ис­поль­зу­ет­ся не толь­ко для ис­па­ре­ния, но и как ис­ход­ный ма­те­ри­ал для об­ра­зо­ва­ния ор­га­ни­че­ских ве­ществ в ходе про­цес­са ___________ (Г) .

ПЕ­РЕ­ЧЕНЬ ТЕР­МИ­НОВ:

4. Вставь­те в текст «Син­тез ор­га­ни­че­ских ве­ществ в рас­те­нии» про­пу­щен­ные тер­ми­ны из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня, ис­поль­зуя для этого циф­ро­вые обо­зна­че­ния. За­пи­ши­те в текст цифры вы­бран­ных от­ве­тов, а затем

по­лу­чив­шу­ю­ся по­сле­до­ва­тель­ность цифр (по тек­сту) впи­ши­те в при­ведённую ниже таб­ли­цу.

СИН­ТЕЗ ОР­ГА­НИ­ЧЕ­СКИХ ВЕ­ЩЕСТВ В РАС­ТЕ­НИИ

Энер­гию, не­об­хо­ди­мую для сво­е­го су­ще­ство­ва­ния, рас­те­ния за­па­са­ют в виде ор­га­ни­че­ских ве­ществ. Эти ве­ще­ства син­те­зи­ру­ют­ся в ходе ___________ (А). Этот про­цесс про­те­ка­ет в клет­ках листа в ___________ (Б) — осо­бых пла­сти­дах зелёного цвета. Они со­дер­жат осо­бое ве­ще­ство зелёного цвета — ___________ (В). Обя­за­тель­ным усло­ви­ем об­ра­зо­ва­ния ор­га­ни­че­ских ве­ществ по­ми­мо воды и уг­ле­кис­ло­го газа яв­ля­ет­ся ___________ (Г).

ПЕ­РЕ­ЧЕНЬ ТЕР­МИ­НОВ:

5. Вставь­те в текст «Обмен ве­ществ в рас­те­нии» про­пу­щен­ные тер­ми­ны из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня, ис­поль­зуя для этого циф­ро­вые обо­зна­че­ния. За­пи­ши­те в текст цифры вы­бран­ных от­ве­тов, а затем по­лу­чив­шу­ю­ся по­сле­до­ва­тель­ность цифр (по тек­сту) впи­ши­те в при­ведённую ниже таб­ли­цу.

ОБМЕН ВЕ­ЩЕСТВ В РАС­ТЕ­НИИ

Для об­ра­зо­ва­ния ор­га­ни­че­ских ве­ществ в листе не­об­хо­ди­ма ___________ (А), ко­то­рую рас­те­ние по­лу­ча­ет из почвы с по­мо­щью ___________ (Б). Поч­вен­ный рас­твор под­ни­ма­ет­ся вверх бла­го­да­ря осо­бо­му дав­ле­нию — ___________ (В) — по спе­ци­аль­ным клет­кам про­во­дя­щей ткани — ___________ (Г) — и по­сту­па­ет в лист. В хло­ро­пла­стах листа из не­ор­га­ни­че­ских ве­ществ син­те­зи­ру­ют­ся ор­га­ни­че­ские.

ПЕ­РЕ­ЧЕНЬ ТЕР­МИ­НОВ:

6. Вставь­те в текст «Све­то­вая фаза фо­то­син­те­за» про­пу­щен­ные тер­ми­ны из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня, ис­поль­зуя для этого циф­ро­вые обо­зна­че­ния. За­пи­ши­те в текст цифры вы­бран­ных от­ве­тов, а затем по­лу­чив­шу­ю­ся по­сле­до­ва­тель­ность цифр (по тек­сту) впи­ши­те в при­ведённую ниже таб­ли­цу.

СВЕ­ТО­ВАЯ ФАЗА ФО­ТО­СИН­ТЕ­ЗА

В на­сто­я­щее время уста­нов­ле­но, что фо­то­син­тез про­те­ка­ет в две фазы: све­то­вую и ___________ (А). В све­то­вую фазу бла­го­да­ря сол­неч­ной энер­гии про­ис­хо­дит воз­буж­де­ние мо­ле­кул ___________ (Б) и син­тез мо­ле­кул ___________ (В). Од­но­вре­мен­но с этой ре­ак­ци­ей под дей­стви­ем света раз­ла­га­ет­ся вода с вы­де­ле­ни­ем сво­бод­но­го ___________ (Г). Этот про­цесс на­зы­ва­ет­ся фо­то­лиз.

ПЕ­РЕ­ЧЕНЬ ТЕР­МИ­НОВ:

7. Вставь­те в текст «Про­цес­сы жиз­не­де­я­тель­но­сти листа» про­пу­щен­ные тер­ми­ны из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня, ис­поль­зуя для этого циф­ро­вые обо­зна­че­ния. За­пи­ши­те в текст цифры вы­бран­ных от­ве­тов, а затем по­лу­чив­шу­ю­ся по­сле­до­ва­тель­ность цифр (по тек­сту) впи­ши­те в при­ведённую ниже таб­ли­цу.

Про­цес­сы жиз­не­де­я­тель­но­сти листа

В про­цес­се ды­ха­ния рас­те­ния, как и все про­чие ор­га­низ­мы, по­треб­ля­ют ___________ (А), а вы­де­ля­ют ___________ (Б) и пары воды. Од­но­вре­мен­но в ли­стьях осу­ществ­ля­ет­ся про­цесс ___________ (В), при ко­то­ром также об­ра­зу­ет­ся га­зо­об­раз­ное ве­ще­ство. Все газы уда­ля­ют­ся через ___________ (Г) ли­стьев. Ли­стья обес­пе­чи­ва­ют ис­па­ре­ние. Они пре­пят­ству­ют пе­ре­гре­ва­нию ли­сто­вой пла­стин­ки.

Пе­ре­чень тер­ми­нов

1) жилка

2) кис­ло­род

3) ко­жи­ца

4) по­гло­ще­ние

5) уг­ле­кис­лый газ

6) устьи­ца

7) фо­то­син­тез

че­че­вич­ка

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам: 

Задание 21

1. Поль­зу­ясь таб­ли­цей «Число устьиц на 1 мм² листа» и зна­ни­я­ми курса био­ло­гии, вы­бе­ри­те вер­ные утвер­жде­ния

1) Устьи­ца нужны для ис­па­ре­ния воды и га­зо­об­ме­на с окру­жа­ю­щей сре­дой.

2) У зла­ков — пше­ни­цы и овса — рас­тут на от­кры­той мест­но­сти, и число устьиц на обеих по­верх­но­стях при­мер­но оди­на­ко­во.

3) Кув­шин­ка — вод­ное рас­те­ние, устьи­ца на­хо­дят­ся толь­ко на ниж­ней сто­ро­не листа, и ис­па­ре­ние про­ис­хо­дит через его по­верх­ность.

4) Слива, яб­ло­ня и дуб — имеют устьи­ца толь­ко на ниж­ней сто­ро­не листа, т.к. рас­тут на от­кры­той мест­но­сти.

5) Ко­ли­че­ство и усло­вия рас­по­ло­же­ния устьиц не за­ви­сит от места про­из­рас­та­ния.

2. Изу­чи­те таб­ли­цу 1 «Со­став вды­ха­е­мо­го, вы­ды­ха­е­мо­го и аль­вео­ляр­но­го воз­ду­ха». Вы­бе­ри­те вер­ные утвер­жде­ния.

1) Со­став аль­вео­ляр­но­го воз­ду­ха зна­чи­тель­но от­ли­ча­ет­ся от со­ста­ва ат­мо­сфер­но­го (вды­ха­е­мо­го) воз­ду­ха: в нём мень­ше кис­ло­ро­да (14,2%), боль­шое ко­ли­че­ство уг­ле­кис­ло­го газа (5,2%), а со­дер­жа­ние азота и инерт­ных газов прак­ти­че­ски оди­на­ко­во, так как они не при­ни­ма­ют уча­стия в ды­ха­нии.

2) В вы­ды­ха­е­мом воз­ду­хе кис­ло­ро­да со­дер­жит­ся мень­ше, чем во аль­вео­ляр­ном.

3) Ко­ли­че­ство уг­ле­кис­ло­го газа во вы­ды­ха­е­мом и вды­ха­е­мом воз­ду­хе прак­ти­че­ски не ме­ня­ет­ся.

4) Ко­ли­че­ство азота во вы­ды­ха­е­мом и вды­ха­е­мом воз­ду­хе прак­ти­че­ски не ме­ня­ет­ся.

5) Пре­бы­ва­ние че­ло­ве­ка в плохо про­вет­ри­ва­е­мом по­ме­ще­нии вы­зы­ва­ет сни­же­ние ра­бо­то­спо­соб­но­сти, го­лов­ную боль и учащённое ды­ха­ние.

2.

3.Поль­зу­ясь таб­ли­цей «Вли­я­ние рас­пы­ле­ния уг­ле­кис­ло­го газа на уро­жай рас­те­ний» и зна­ни­я­ми курса био­ло­гии от­веть­те вы­бе­ри­те вер­ные утвер­жде­ния.

1) Самый боль­шой при­рост уро­жая дала ге­рань.

2) Самый боль­шой при­рост уро­жая дала бе­го­ния.

3) Уг­ле­кис­лый газ про­ни­ка­ет в лист рас­те­ния через че­че­вич­ки.

4) При рас­пы­ле­нии уг­ле­кис­ло­го газа по­вы­ша­ет­ся уро­жай рас­те­ний.

5) Уро­жай­ность не за­ви­сит от ко­ли­че­ства уг­ле­кис­ло­го газа.

4. Изу­чи­те гра­фик за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти фо­то­син­те­за от раз­лич­ных фак­то­ров. Вы­бе­ри­те утвер­жде­ния, ко­то­рые можно сфор­му­ли­ро­вать на ос­но­ва­нии ана­ли­за пред­ло­жен­но­го гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те но­ме­ра вы­бран­ных утвер­жде­ний.

1) Ско­рость фо­то­син­те­за при ин­тен­сив­но­сти осве­ще­ния воз­рас­та­ет.

2) Ско­рость фо­то­син­те­за не за­ви­сит от кон­цен­тра­ции угар­но­го газа.

3) Ре­ак­ции фо­то­син­те­за ка­та­ли­зи­ру­ют­ся фер­мен­та­ми, для ко­то­рых оп­ти­маль­ная тем­пе­ра­ту­ра 25 гра­ду­сов.

5.Изу­чи­те гра­фик за­ви­си­мо­сти ин­тен­сив­но­сти об­ме­на ве­ществ от ве­ли­чи­ны бе­го­вой ди­стан­ции, на ко­то­рую бежит лег­ко­ат­лет. (По оси x от­ло­же­на длина ди­стан­ции, а по оси y — ин­тен­сив­ность об­ме­на ве­ществ). Какое из при­ведённых ниже опи­са­ний ин­тен­сив­но­сти об­ме­на наи­бо­лее точно опи­сы­ва­ет дан­ную за­ви­си­мость?

Часть 2 (развернутый ответ)

Задание 22

1. Как ис­поль­зу­ет­ся ак­ку­му­ли­ро­ван­ная в АТФ энер­гия?

2. В каких ре­ак­ци­ях об­ме­на пер­вич­ным ве­ще­ством для син­те­за уг­ле­во­дов яв­ля­ет­ся вода?

3. В каких ре­ак­ци­ях об­ме­на у рас­те­ний уг­ле­кис­лый газ яв­ля­ет­ся ис­ход­ным ве­ще­ством для син­те­за уг­ле­во­дов?

4. Энер­гию ка­ко­го типа по­треб­ля­ют ге­те­ро­троф­ные живые ор­га­низ­мы?

5. Энер­гию ка­ко­го типа по­треб­ля­ют ав­то­троф­ные ор­га­низ­мы?

6. В какую фазу фо­то­син­те­за про­ис­хо­дит син­тез АТФ?

7. В какую фазу фо­то­син­те­за про­ис­хо­дит син­тез АТФ?

8. Какое ве­ще­ство слу­жит ис­точ­ни­ком кис­ло­ро­да во время фо­то­син­те­за?

9. По­че­му жиры яв­ля­ют­ся наи­бо­лее энер­ге­ти­че­ски­ми ве­ще­ства­ми?

10. В каких ре­ак­ци­ях об­ме­на ве­ществ вода яв­ля­ет­ся ко­неч­ным про­дук­том?

11. Что про­ис­хо­дит в све­то­вую фазу фо­то­син­те­за?

12. Какие ос­нов­ные про­цес­сы про­ис­хо­дят в тем­но­вую фазу фо­то­син­те­за?

13. В чем за­клю­ча­ет­ся био­ло­ги­че­ский смысл окис­ли­тель­но­го фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния?

14. К каким по­след­стви­ям при­ве­дет сни­же­ние ак­тив­но­сти фер­мен­тов, участ­ву­ю­щих в кис­ло­род­ном этапе энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на жи­вот­ных?

15. Какую роль иг­ра­ют элек­тро­ны мо­ле­кул хло­ро­фил­ла в фо­то­син­те­зе?

16. По­че­му бро­же­ние счи­та­ют эво­лю­ци­он­но более древним типом энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на, чем ды­ха­ние?

17. Какие из пе­ре­чис­лен­ных видов топ­ли­ва — при­род­ный газ, ка­мен­ный уголь, атом­ная энер­гия спо­соб­ству­ют со­зда­нию пар­ни­ко­во­го эф­фек­та? Ответ по­яс­ни­те.

Задание 23,24

Най­ди­те ошиб­ки в при­ведённом тек­сте. Ука­жи­те но­ме­ра пред­ло­же­ний, в ко­то­рых они до­пу­ще­ны, ис­правь­те их.

1. При ды­ха­нии син­те­зи­ру­ет­ся глю­ко­за через ряд по­сле­до­ва­тель­ных эта­пов. 2.На не­ко­то­рых эта­пах энер­гия хи­ми­че­ских свя­зей глю­ко­зы ис­поль­зу­ет­ся для син­те­за АТФ. 3. Ды­ха­ние на­чи­на­ет­ся с со­еди­не­ния двух мо­ле­кул пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты. 4. Пер­вич­ный про­цесс бес­кис­ло­род­но­го ды­ха­ния про­ис­хо­дит в ци­то­плаз­ме. 5. В ре­зуль­та­те этого ды­ха­ния об­ра­зу­ют­ся две мо­ле­ку­лы АТФ. 6. Ко­неч­ным эта­пом цикла яв­ля­ет­ся окис­ли­тель­ное фос­фо­ри­ли­ро­ва­ние, на ко­то­рое рас­хо­ду­ет­ся энер­гия АТФ.

2. Во время экс­пе­ри­мен­та учёный из­ме­рял ско­рость фо­то­син­те­за в за­ви­си­мо­сти от света. Кон­цен­тра­цию уг­ле­кис­ло­го газа и тем­пе­ра­ту­ру он под­дер­жи­вал по­сто­ян­ны­ми. Объ­яс­ни­те, по­че­му при по­вы­ше­нии ин­тен­сив­но­сти света ак­тив­ность фо­то­син­те­за сна­ча­ла растёт, но на­чи­ная с опре­делённой ин­тен­сив­но­сти пе­ре­стаёт расти и вы­хо­дит на плато (см. гра­фик).

3.Во время экс­пе­ри­мен­та учёный из­ме­рял ско­рость фо­то­син­те­за в за­ви­си­мо­сти от тем­пе­ра­ту­ры. Кон­цен­тра­цию уг­ле­кис­ло­го газа и ин­тен­сив­ность осве­ще­ния он под­дер­жи­вал по­сто­ян­ны­ми. Объ­яс­ни­те, по­че­му при по­вы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры ак­тив­ность фо­то­син­те­за сна­ча­ла растёт, но на­чи­ная с опре­делённой тем­пе­ра­ту­ры на­чи­на­ет стре­ми­тель­но сни­жать­ся (см. гра­фик).

Задание 25

1.На­зо­ви­те воз­мож­ные спо­со­бы по­лу­че­ния и ис­поль­зо­ва­ния энер­гии бак­те­ри­я­ми и крат­ко рас­крой­те их био­ло­ги­че­ский смысл.

2. В чём со­сто­ит связь ды­ха­ния и фо­то­син­те­за у рас­те­ний?

1. Ка­ко­ва роль ми­то­хон­дрий в об­ме­не ве­ществ? Какая ткань — мы­шеч­ная или со­еди­ни­тель­ная — со­дер­жит боль­ше ми­то­хон­дрий? Объ­яс­ни­те по­че­му.

2. Какие про­цес­сы обес­пе­чи­ва­ют по­сто­ян­ство га­зо­во­го со­ста­ва ат­мо­сфе­ры (кис­ло­ро­да, уг­ле­кис­ло­го газа, азота)? При­ве­ди­те не менее трёх про­цес­сов и по­яс­ни­те их.

3. В 1724 г. ан­глий­ский ис­сле­до­ва­тель Сте­фан Хейлз провёл экс­пе­ри­мент, в ко­то­ром ис­поль­зо­вал ветки од­но­го рас­те­ния, оди­на­ко­вые со­су­ды с водой и из­ме­ри­тель­ный ин­стру­мент – ли­ней­ку. Он уда­лил с веток раз­ное ко­ли­че­ство ли­стьев и по­ме­стил ветки в со­су­ды с рав­ным ко­ли­че­ством воды, а затем по­сто­ян­но из­ме­рял уро­вень воды. Через не­ко­то­рое время С. Хейлз об­на­ру­жил, что уро­вень воды в раз­ных со­су­дах из­ме­нял­ся не­оди­на­ко­во.

Как из­ме­нил­ся уро­вень воды в раз­ных со­су­дах? Объ­яс­ни­те при­чи­ну. Сфор­му­ли­руй­те за­ко­но­мер­ность, уста­нов­лен­ную С. Хей­л­зом.

Задание 26

1. Общая масса ми­то­хон­дрий по от­но­ше­нию к массе кле­ток раз­лич­ных ор­га­нов крысы со­став­ля­ет: в под­же­лу­доч­ной же­ле­зе — 7,9%, в пе­че­ни — 18,4%, в серд­це — 35,8%. По­че­му в клет­ках этих ор­га­нов раз­лич­ное со­дер­жа­ние ми­то­хон­дрий?

2. В чем про­яв­ля­ет­ся сход­ство фо­то­син­те­за и энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на ве­ществ?

3. В чем сход­ство и раз­ли­чие про­цес­сов фо­то­син­те­за и хе­мо­син­те­за?

4. Ка­ко­ва вза­и­мо­связь между пла­сти­че­ским и энер­ге­ти­че­ским об­ме­ном ве­ществ? Ар­гу­мен­ти­руй­те свой ответ.

Задание 27

1. Объ­яс­ни­те, в чём сход­ство и в чём раз­ли­чия био­ло­ги­че­ско­го окис­ле­ния ор­га­ни­че­ских ве­ществ в клет­ке и про­цес­са их го­ре­ния в не­жи­вой при­ро­де.

2. В про­цес­се гли­ко­ли­за об­ра­зо­ва­лись 112 мо­ле­кул пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты (ПВК). Какое ко­ли­че­ство мо­ле­кул глю­ко­зы под­верг­лось рас­щеп­ле­нию и сколь­ко мо­ле­кул АТФ об­ра­зу­ет­ся при пол­ном окис­ле­нии глю­ко­зы в клет­ках эу­ка­ри­от? Ответ по­яс­ни­те.

3. В про­цес­се кис­ло­род­но­го этапа ка­та­бо­лиз­ма об­ра­зо­ва­лось 972 мо­ле­ку­лы АТФ. Опре­де­ли­те, какое ко­ли­че­ство мо­ле­кул глю­ко­зы под­верг­лось рас­щеп­ле­нию и сколь­ко мо­ле­кул АТФ об­ра­зо­ва­лось в ре­зуль­та­те гли­ко­ли­за и пол­но­го окис­ле­ния? Ответ по­яс­ни­те.

4. В про­цес­се кис­ло­род­но­го этапа ка­та­бо­лиз­ма об­ра­зо­ва­лось 1368 мо­ле­ку­лы АТФ. Опре­де­ли­те, какое ко­ли­че­ство мо­ле­кул глю­ко­зы под­верг­лось рас­щеп­ле­нию и сколь­ко мо­ле­кул АТФ об­ра­зо­ва­лось в ре­зуль­та­те гли­ко­ли­за и пол­но­го окис­ле­ния? Ответ по­яс­ни­те.